Ôn tập hóa đại cương

ÔN TẬP HÓA ĐẠI CƯƠNG 1. Tính diện tích hiệu dụng đối với các electron trong nguyên tử Cu(Z = 29), Zn(Z = 30), Fe(Z = 26), Ni(Z = 28), Ti(Z = 22), Cr(Z = 24). Giải: Cu( Z = 29): Cu: 1s22s22p63s23p63d104s1 = Z – = 29 – (18.0,85 + 10) = 3,7 = Z – = 29 – (9.0,35 + 18) = 7,85 = Z – = 29 – (7.0,35 + 8.0,85 + 2) = 17,75 = Z – = 29 – (7.0,35 + 2.0,85 ) = 24,85 = Z – = 29 – 1.0,3 = 28,7 Zn( Z = 30): Zn: 1s22s22p63s23p63d104s2 = Z – = 30 – (1.0,35 + 18.0,85 + 10) = 4,35 = Z – = 30 – (9.0,35 + 18) = 8,85 = Z – = 30 – (7.0,35 + 8.0,85 + 2) = 18,75 = Z – = 30 – (7.0,35 + 2.0,85 ) = 25,85 = Z – = 30 – 1.0,3 = 29,7 Fe( Z = 26): Fe: 1s22s22p63s23p63d64s2 = Z – = 26 – (1.0,35 + 14.0,85 + 10) = 3,75 = Z – = 26 – (5.0,35 + 18) = 6,25 = Z – = 26 – (7.0,35 + 8.0,85 + 2) = 14,75 = Z – = 26 – (7.0,35 + 2.0,85 ) = 21,85 = Z – = 26 – 1.0,3 = 25,7 Ni( Z = 28): Ni: 1s22s22p63s23p63d84s2 = Z – = 28 – (1.0,35+16.0,85 + 10) = 4,05 = Z – = 28 – (7.0,35 + 18) = 7,55 = Z – = 28 – (7.0,35 + 8.0,85 + 2) = 16,75 = Z – = 28 – (7.0,35 + 2.0,85 ) = 23,85 = Z – = 28 – 1.0,3 = 27,7 Ti( Z = 22): Ti: 1s22s22p63s23p63d24s2 = Z – = 22 – (1.0,35 + 10.0,85 + 10) = 3,15 = Z – = 22 – (1.0,35 + 18) = 3,65 = Z – = 22 – (7.0,35 + 8.0,85 + 2) = 10,75 = Z – = 22 – (7.0,35 + 2.0,85 ) = 17,85 = Z – = 22 – 1.0,3 = 21,7 Cr( Z = 24): Cr: 1s22s22p63s23p63d54s1 = Z – = 24 – (13.0,85 + 10) = 2,95 = Z – = 24 – (4.0,35 + 18) = 4,6 = Z – = 24 – (7.0,35 + 8.0,85 + 2) = 12,75 = Z – = 24 – (7.0,35 + 2.0,85 ) = 19,85 = Z – = 24 – 1.0,3 = 23,7 2. Viết công thức cấu tạo Lewis của các phân tử sau: HClO4, HClO3, HClO2, HClO, CH4, CO2, OF2, NH3, COBr2, NO2-, O3, O22-, C2-. Giải: HClO4: O O H O Cl O HClO3: O O O Cl H HClO2: O Cl H O HClO: O Cl H H CH4: H C H H CO2: C O O OF2: F O F N H H H NH3: Br C O COBr2: Br ] - [ N O O NO2- O3: O O O O22- : ]2- O [ O C22- : ]2- [ C C 3. Giải thích sự tạo thành liên kết ion trong hợp chất MgCl2, CaO, Na2O, NaCl, KCl, CaCl2, Na2S, MgS, KBr. Giải: MgCl2: Mg Mg2+ + 2e Cl + 1e Cl- Mg2+ + 2Cl- MgCl2 Pt pứ: Mg + Cl2 MgCl2 2e CaO: Ca Ca2+ + 2e O + 2e O2- Ca2+ + O2- CaO Pt pứ: 2e Ca + 1/2O2 CaO2 Na2O: Na Na+ + 1e O + 2e O2- 2Na+ + O2- Na2O Pt pứ: 2.1e 2Na + 1/2O2 Na2O NaCl: Na Na+ + 1e Cl + 1e Cl- Na+ + Cl- NaCl Pt pứ: 1e Na + 1/2Cl2 NaCl KCl: K K+ + 1e Cl + 1e Cl- K+ + Cl- KCl Pt pứ: K + 1/2Cl2 KCl 1e CaCl2: Ca Ca2+ + 2e Cl + 1e Cl- Ca + 2Cl- CaCl2 Pt pứ: Ca + Cl2 CaCl2 2e Na2S: Na Na+ + 1e S + 2e S2- 2Na+ + S2- Na2S Pt pứ: 2Na + S Na2S 2.1e MgS: Mg Mg2+ + 2e S + 2e S2- Mg2+ + S2- MgS Pt pứ: Mg + S MgS 2e KBr: K K+ + 1e Br + 1e Br- K+ + Br- KBr Pt pứ: K + 1/2Br KBr 1e 4. Viết cấu hình electron của các phân tử F2, O2, O2+, O2-, NO, NO+, NO-, CO. Tính bậc liên kết trong mỗi trường hợp và cho biết phân tử nào có tính thuận từ, nghịch từ. Cho F (Z = 9), O (Z = 8), N (Z=7), C (Z = 6). Giải: F2: ()2()2()2()2()2(= )4( = )4 O2: ()2()2()2()2()2(= )4[()1 = ( )1] O2+: ()2()2()2()2()2(= )4[()1 = ( )] O2-: ()2()2()2()2()2(= )4[()2 = ( )1] NO: ()2()2()2()2 (= )4()2[()1 = ( )] NO+: ()2()2()2()2 (= )4()2 NO-: ()2()2()2()2(= )4()2[()1 = ( )1] CO: ()2()2()2()2 (= )4()2 5. Dùng phương pháp nối hóa trị (VB), cho biết sự phân bố các cặp electron, trạng thái lai hóa của nguyên tử trung tâm và hình học phân tử của các phân tử sau: H2S, PCl5, CH4, NH3, OF2, SF4, SF2, BH3, BF3. Giải: Phân tử Tính chất lai hóa Hình học phân tử Sự phân bố electron H2S sp3 Góc – – – – H H S PCl5 sp3d Lưỡng tháp tam giác Cl Cl Cl Cl Cl P CH4 sp3 Tứ diện đều H H H H C NH3 sp3 Tháp tam giác –– N H H H OF2 sp3 Góc – – – F F O – SF4 sp3d Tứ diện lệch – – H H H H C SF2 sp3 Góc – – – – F F S BH3 sp2 Tam giác đều H H H B BF3 sp2 Tam giác đều F F F B 6. Tính năng lượng mạng tinh thể Uo của MgCl2, KCl theo chu trình Born – Haber biết: SMg = 35,6 kcal/mol; S(K) = 21 kcal/mol; I1(Mg) = 176 kcal/mol; I2(Mg) = 346 kcal/mol; I1(K) = 99 kcal/mol; DCl – Cl = 58 kcal/mol; ECl = -86 kcal; Ho298(MgCltinh thể) = -114 kcal/mol; Ho298(KCl tinh thể) = -104 kcal/mol Giải: UMgCl = Ho298(MgCltinh thể) – (SMg + DCl – Cl + I1(Mg) + I2(Mg) + 2ECl) = -114 – [35,6 + 58 + 176 + 346 + 2.(-86)] = -557,6 kcal/mol UKCl = Ho298(KCl tinh thể) – (SK + 1/2DCl – Cl + I1(K) + ECl) = -104 – [21 + 1/2.58 + 99 + (-86)] = -176 kcal/mol 7. Tính năng lượng mạng tinh thể Uo của tinh thể MgS theo chu trình Born – Haber biết: SMg = 152,7 kJ/mol; I1(Mg) + I2(Mg) = 2178,2 kJ/mol; DS = 557,3 kJ/mol; E1(S) + E2(S) = -302,9 kJ/mol; Ho298(MgS tinh thể) = -343,9 kJ/mol. Giải: UMgS = Ho298(MgS tinh thể) – (SMg + DS + I1(Mg) + I2(Mg) + E1(S) + E2(S)) = -343,9 – (152,7 + 557,3 + 2178,2 -302,9) = -2929,2 kJ/mol 8. Tính hiệu ứng nhiệt đẳng áp (Ho) của phản ứng sau từ các dữ kiện: a. 4HCl + O2 2H2O + 2Cl Hott(kJ/mol) -92,3 -285,8 b. 2CH3OH + HOOC – COOH CH3OOC – COOCH3 + 2H2O Hođc(kcal/mol) -174,07 -40,95 -382,67 c. 2NH3 + 5/2O2 2NO + 3H2O Hott(kJ/mol) -46,3 +90,4 -241,8 d. CaO + H2O Ca(OH)2 Hott(kJ/mol) -635,5 -285,8 -986,2 e. CaO + 3C CaC2 + CO Hott(kJ/mol) -635,5 -59,4 -110,5 Giải: a. Hott = [(2.Hott(H2O) + 2.Hott(Cl)) – (4.Hott(HCl) + Hott(O2))] = [(2.(-285,8) + 2.0) – (4.(-92,3) + 0)] = -202,4 kJ b. Hott = [(2.Hođc(CH3OH) + Hođc(HOOC – COOH)) – (2.Hođc(H2O) + Hođc(CH3OOC – COOCH3))] = [(2.(-174.07) + 0) – (2.0 + (-382,67)] = 34,53 kcal c. Hott = [(2.Hott(NO) + 3.Hott(H2O)) – (2.Hott(NH3) + 5/2.Hott(O2))] = [(2.90,4 + (-241,8)) – (2.(-46,3) + 5/2.0)] = 31,6 kJ d. Hott = [Hott(Ca(OH)2) – (Hott(H2O) + Hott(CaO))] = [-986,2 – (-285,8 + (-635,5))] = -64,9 kJ e. Hott = [(Hott(CaC2) + Hott(CO)) – (Hott(CaO) + 3.Hott(C3))] = [(-110,5 + (-59,4)) – (-635,5) + 3.0)] = 465,6 kJ 9. Tính biến thiên entropi tiêu chuẩn (So298) của từng quá trình: a. N2 + 2O2 2NO2 So298(J.mol-1.K-1) 191,5 205,0 240 b. 2SO2 + O2 2SO3 So298(J.mol-1.K-1) 248,1 205,0 256,8 c. CH4 + 2O2 CO2 + 2H2O So298(J.mol-1.K-1) 188,3 205,0 213,6 69,9 d. CaCO3 CaO + CO2 So298(J.mol-1.K-1) 92,9 39,8 92,9 e. N2 + 3H2 2NH3 So298(J.mol-1.K-1) 192 130,6 193 f. C2H2 + 2H2 C2H6 So298(J.mol-1.K-1) 200,8 130,6 229,1 g. 4Cr + 3O2 2Cr2O3 So298(J.mol-1.K-1) 23,77 205,138 81,2 Giải: a. So298 = [2. So298(NO2) – (So298(N2) + 2. So298(O2))] = [2.240 – (191,5 + 2.205,0)] = -121,5 J.K-1 b. So298 = [2. So298(SO3) – (2. So298(SO2) + So298(O2))] = [2.256,8 – (2.248,1 + 205,0)] = 187,6 J.K-1 c. So298 = [(So298(CO2) + 2. So298(H2O)) – (So298(CH4) + 2. So298(O2))] = [(213,6 + 2.69,9) – (188,3 + 2.205,0)] = -244,9 J.K-1 d. So298 = [(So298(CaO) + So298(CO2)) –So298(CaCO3)] = [(39,8 + 213,6) – 92,9] = 160,5 J.K-1 e. So298 = [2.So298(NH3) – (So298(N2) + 3.So298(H2))] = [2.193 – (192 + 3.130,6)] = -197,8 J.K-1 f. So298 = [So298(C2H6) – (So298(C2H2) + 2.So298(H2))] = [229,1 – (200,8 + 2.130,6)] = -232,9 J.K-1 e. So298 = [2. So298(Cr2O3) – (4.So298(Cr) + 3.So298(O2))] = [2.81,2 – (4.23,77 + 3.205,138)] = -548,094 J.K-1 10. Tính biến thiên năng lượng tự do tiêu chuẩn (Go298) của các phản ứng: a. CH4 + 2O2 CO2 + 2H2O Go298, tt(kJ/mol) -50,8 -394,4 -237,2 b. CaCO3 CaO + CO2 Go298, tt(kJ/mol) -1128,8 -604,1 -394,4 c. MgCO3 MgO + CO2 Go298, tt(kJ/mol) -1012,1 -569,4 -394,4 d. C3H8 + 5O2 CO2 + 2H2O Go298, tt(kJ/mol) -23 -394,4 -237,2 e. 2Mg + CO2 2MgO + C Hott(kJ/mol) -394,4 -601,8 So298(J.mol-1.K-1) 32,5 213,6 26,78 5,69 f. C + O2 CO2 Hott(kJ/mol) -394,4 So298(J.mol-1.K-1) 5,74 205,03 213,63 Giải: a. Go298, tt = [(Go298, tt(CO2) + 2.Go298, tt(H2O)) – (Go298, tt(CH4) + 2.Go298, tt(O2))] = [(-394,4 + 2.(-237,2)) – (-50,8 + 2.0)] = -818 kJ b. Go298, tt = [(Go298, tt(CaO) + Go298, tt(CO2)) – Go298, tt(CaCO3)] = [(-604,1 + (-394,4)) – (-1128,8)] = 130,3 kJ c. Go298, tt = [(Go298, tt(MgO) + Go298, tt(CO2)) – Go298, tt(MgCO3)] = [(-569,4 + (-394,4)) – (-1012,1)] = 48,3 kJ d. Go298, tt = [(3.Go298, tt(CO2) + 4.Go298, tt(H2O)) – (Go298, tt(C3H8) + 5.Go298, tt(O2))] = [(3.(-394,4) + 4.(-237,2)) – (-23 + 5.0)] = -2109 kJ e. Hott = [(2.Hott(MgO) + Hott(C)) – (2.Hott(Mg) + Hott(CO2))] = [(2.(-601,8) + 0) – (2.0 + 394.4)] = -809,2 kJ So298 = [(2.So298(MgO) + So298(C)) – (2.So298(Mg) + So298(CO2))] = [(2.26,78 + 5,69) – (2.32,5 + 213,6)] = -219,35 J.K-1 Go298, tt = Hott – T.So298 = -809,2 – 298.(-219,35).10-3 = -743.8337 kJ f. Hott = [Hott(CO2) – (Hott(C) + Hott(O2))] =(-394,4 – (0 + 0)] = -394,4 kJ So298 = [So298(CO2) – (So298(C) + So298(O2))] = [213,63 – (5,74 + 205,03)] = 2,86 J.K-1 Go298, tt = Hott – T.So298 = -394,4 – 298.2,86.10-3 = -395.25228 kJ 11. Cho các dữ kiện sau: C + CO2 2CO Hott(kJ/mol) -394,4 -110,5 So298(J.mol-1.K-1) 5,74 213,6 197,9 a. Tính biến thiên năng lượng tự do tiêu chuẩn của phản ứng (Go298)? b. Ở nhiệt độ thường, phản ứng có tự phát xảy ra không? Nếu giả thiết đơn giản, biến thiên entanpi và biến thiên entropi của phản ứng ít phụ thuộc vào nhiệt độ. Vậy nhiệt độ bao nhiêu phản ứng xảy ra tự phát? Giải: a. Hott = [2.Hott(CO) – (Hott(C) + Hott(CO2))] = [(2.(-110,5) – (0 + (-394,4))] = 173,4 kJ So298 = [2.So298(CO) – (So298(C) + So298(CO2))] = [2.197,9 – (5,74 + 213,6)] = 176,46 J.K-1 Go298, tt = Hott – T.So298 = 173,4 – 298.(176,46).10-3 = 120,81 kJ b. - Ở nhiệt độ thường (298oK): Go298 = 120,81 (kJ) > 0. Do đó phản ứng không xảy ra tự phát. - Phản ứng xảy ra tự phát: Go pứ < 0 Hott – T.So298 < 0 173,4 – T.176,46.10-3 < 0 T > 982,66 Vậy ở nhiệt độ lớn hơn 982,66oK phản ứng xảy ra tự phát. 12. Cho các dữ kiện: 2NaHCO3 Na2CO3 + CO2 + H2O Hott(kJ/mol) -948,0 -1131,0 -393,5 -241,8 So298(J.mol-1.K-1) 102,1 136,0 213,7 188,7 a. Tính biến thiên entanpi tiêu chuẩn (Hott), biến thiên entropi tiêu chuẩn (So298) và biến thiên năng lượng tự do tiêu chuẩn (Go298) của quá trình trên. b. Ở 25oC (298oK) phản ứng có tự phát xảy ra không? c. Nếu giả thiết đơn giản: biến thiên entanpi và entropi phản ứng ít biến đổi theo nhiệt độ, thì tại phản ứng nào phản ứng tự phát xảy ra? Giải: a. Hott = [(Hott(Na2CO3) + Hott(CO2) + Hott(H2O)) –2.Hott(NaHCO3)] = [(-1131,0 – 393,5 – 394,4)) – 2.(-948,0)] = -22,9 kJ So298 = [(So298(Na2CO3) + So298(CO2) + Ho298(H2O)) –2.Hott(NaHCO3)] = [(136,0 + 213,7 + 188,7) – 2.102,1] = 334,2 J.K-1 Go298, tt = Hott – T.So298 = -22,9 – 298.(334,2).10-3 = -122,5 kJ b. Ở 25oC Go298 = -122,5 (kJ) < 0. Do đó, phản ứng xảy ra tự phát. c. Phản ứng xảy ra tự phát: Go pứ < 0 Hott – T.So298 < 0 -22,9 – T.334,2.10-3 < 0 T > -68,52 Vậy ở nhiệt độ lớn hơn -68,52oK phản ứng xảy ra tự phát. 13. Cho các dữ kiện sau: CaCO3 CaO + CO2 Hott(kJ/mol) -1206,9 -635,6 -393,39 So298(J.mol-1.K-1) 92,9 39,8 213,6 a. Tính biến thiên entanpi tiêu chuẩn (Hott), biến thiên entropi tiêu chuẩn (So298) và biến thiên năng lượng tự do tiêu chuẩn (Go298) của phản ứng trên. b. Ở nhiệt độ thường, phản ứng có tự phát xảy ra không? Nếu giả thiết đơn giản, biến thiên entanpi và biến thiên entropi của phản ứng ít phụ thuộc vào nhiệt độ. Vậy nhiệt độ bao nhiêu phản ứng xảy ra tự phát? Giải: a. Hott = [(Hott(CaO) +Hott(CO2)) – Hott(CaCO3))] = [(-635,6 – 393,39) – (-1206,9))] = 177,91 kJ So298 = [(So298(CaO) + So298(CO2)) - So298(CaCO3)] = [(39,8 + 213,6) – 92,9)] = 160,5 J.K-1 Go298, tt = Hott – T.So298 = 177,91 – 298.(160,5).10-3 = 130,081 kJ b. - Ở nhiệt độ thường (25oC) Go298, tt = 130,081 (kJ) > 0. Do đó, phản ứng không xảy ra tự phát. - Phản ứng xảy ra tự phát: Go pứ < 0 Hott – T.So298 < 0 177,91 – T.160,5.10-3 < 0 T > 1108,48 Vậy ở nhiệt độ lớn hơn 1108,48oK phản ứng xảy ra tự phát. 14. Cho các dữ kiện sau: NH3 + HCl NH4Cl Hott(kJ/mol) -46,3 -92,3 -315,39 So298(J.mol-1.K-1) 193,0 187,0 94,56 a. Tính biến thiên entanpi tiêu chuẩn (Hott), biến thiên entropi tiêu chuẩn (So298) và biến thiên năng lượng tự do tiêu chuẩn (Go298) của phản ứng trên. b. Ở 25oC (298oK) phản ứng có tự phát xảy ra không? c. Nếu giả thiết đơn giản: biến thiên entanpi và entropi phản ứng ít biến đổi theo nhiệt độ, thì tại phản ứng nào chiều nghịch của phản ứng xảy ra tự phát? Giải: a. Hott = [Hott(NH4Cl) – (Hott(NH3) + Hott(HCl))] = [-315,39 – (-46,3 – 92,3)] = -176,79 kJ So298 = [So298(NH4Cl) – (So298(NH3) + So298(HCl))] = [94,56 – (193,0 + 187,0)] = -285,44 J.K-1 Go298, tt = Hott – T.So298 = -176,79 – 298.(-285,44).10-3 = -91,72888 kJ b. Ở nhiệt độ thường (25oC) Go298, tt = -91,72888 (kJ) < 0. Do đó, phản ứng xảy ra tự phát. c. Chiều nghịch của phản ứng xảy ra tự phát: Go pứ (chiều thuận) > 0 Hott – T.So298 > 0 176,79 – T.(-285,44).10-3 > 0 T > 619,36 Vậy ở nhiệt độ lớn hơn 619,36oK phản ứng xảy ra tự phát theo chiều nghịch. 15. Lưu huỳnh thoi và lưu huỳnh đơn tà là hai dạng thù hình của lưu huỳnh: S(thoi) S(đơn tà) Hott(kJ/mol) 0 0,3 So298(J.mol-1.K-1) 31,9 32,6 a. Tính biến thiên entanpi tiêu chuẩn (Hott), biến thiên entropi tiêu chuẩn (So298) và biến thiên năng lượng tự do tiêu chuẩn (Go298) của quá trình trên. b. Ở 25oC (298oK) dạng thù hình nào bền hơn? c. Nếu giả thiết đơn giản: entanpi và entropi phản ứng ít biến đổi theo nhiệt độ, thì tại nhiệt độ nào hai dạng lưu huỳnh cân bằng nhau? Giải: a. Hott = Hott(S(đơn tà)) – Hott(S(thoi)) = 0,3 - 0 = 0,3 kJ So298 = So298(S(đơn tà)) – So298(S(thoi)) = 32,6 – 31,9 = 0,7 J.K-1 Go298, tt = Hott – T.So298 = 0,3 – 298.0,7.10-3 = 0,0914 kJ b. Ở 25oC (298oK) Go298, tt pứ (chiều thuận) = 0,0914 (kJ) > 0. Suy ra, phản ứng xảy ra tự phát theo chiều thuận, tứ là chiều tạo ra S(đơn tà). Như vậy, trong quá trình trên, ở 25oC S(đơn tà) bền hơn so với S(thoi). c. Hai dạng lưu huỳnh cân bằng nhau: Go = 0 Hott – T.So298 = 0 T 428,57oK Vậy ở nhiệt độ xấp xỉ 428,57oK, trong quá trình trên, hai dạng thù hình của lưu huỳnh đạt trạng thái cân bằng nhau. Good luck to you!J The end Tôi không giám chắt là đúng 100% nhưng có thể đúng 99%. Tôi học ngu hóa mà.